CN104183359A - 铁硅铝粉一体压制电感及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁硅铝粉一体压制电感及其生产工艺，属于电感器生产技术领域。本发明使用一条红铜带作为线圈，红铜带中间部分包裹于铁硅铝块体内，两端露出部分顺着铁硅铝块体侧面下折弯，并于铁硅铝块体底部内翻折弯，在铁硅铝块体的上表面通过胶质材料连接一块盖片。其制备方法，其步骤为：压制成坯→烧结热处理→电镀镍和锡→裁切弯折→胶盖片→铁硅铝粉一体压制电感。本发明的具有铁损小、成型性好、节约空间、降低噪音、电磁性能稳定可靠的特点，同时可提高生产效率，同时降低生产成本。<b/>

Description

铁硅铝粉一体压制电感及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种铁硅铝粉一体压制电感及其生产工艺，属于电感器生产技术领域。 

背景技术

随着计算机、服务器、电信系统以及其它电子产品向小型化、低功耗方向发展，要求电源趋向于高频、低电压、大电流。功率扼流圈和滤波器是电源开关电路中的重要电感器件，应能够承载高频和大电流的要求。目前扼流圈和滤波器一般采用铁氧体软磁材料制作的表贴电感器。铁氧体软磁材料虽然功耗较低，但由于饱和磁通密度(Bs)低，在通过大电流时易饱和。为防止饱和而对铁氧体磁心磁路开气隙，但会带来有效磁导率下降的问题。同时气隙也会造成电磁辐射和局部磁损耗的增加。用金属粉芯或者铁氧体粉末先做成磁芯,然后与线圈通过树脂粘接起来，这种方式的好处是易操作,对技术门槛的要求不高,在劳动富余生产成本低廉的时期有明显优势。缺点是特性相对较差,自动化程度不高,在现今劳动力不足的情势生产成本明显增高。另一种是一体成型电感,是将线圈放入模具,然后灌注经过处理的铁粉颗粒,用冷压的方式将之成型。比如：2006年11月15日，中国发明专利申请公开号CN 1862720A，公开了一种线圈内嵌式金属磁粉心贴片电感器，线圈内嵌于磁粉心内部，其制作步骤为：A)将金属磁粉心粉末进行绝缘和塑性处理，金属磁粉心粉末采用铁粉、羰基铁粉、FeSiAl粉、FeNiMo粉或FeNi₅O粉；B)采用扁平铜线制做线圈，线圈的两个引出端子平面必须与线圈平面平行且在同一水平面上对称；C)将步骤B制作的扁平线圈的两个端子放入模具型腔的定位位置，将步骤A制作的金属磁粉心粉末放入模具型腔，采用双向加压方式压制，使线圈嵌于粉体内部，两个端子外露；D)将步骤C制作的半成品(压坯)作固化热处理，获得具有电磁性能的压制粉体；E)将固化完成的电感器的两个外露端子作折弯处理。该技术方案的压制方式虽然适合自动化操作，可以提高生产效率，但工序中只是对金属磁粉心的粉末进行绝缘和塑性处理，即用胶粘合固化，并非形成晶化，这种固化磁芯，局限于胶粘合固化铁粉芯自身的缺点,铁损太高，温度特性差，约是铁氧体材料的20倍，且磁导率低,常见都在35H/m以下,导致所生产发电感温度特性差，电磁性能不稳定，应用范围有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁硅铝粉一体压制电感。具有铁损小、成型性好、节约空间、降低噪音、电磁性能稳定可靠的特点。

本发明的又一目的在于提供铁硅铝粉一体压制电感的制备方法。可提高生产效率，同时降低生产成本。 

为了达到以上目的，本发明实现过程如下：

一种铁硅铝粉一体压制电感，使用一条红铜带作为线圈，红铜带中间部分包裹于铁硅铝块体内，两端露出部分为焊接脚，其表面镀有镍和锡；所述铁硅铝块体的横截面呈倒“凸”字状，使铁硅铝块体底部的凸肩形成了两个避让空间；所述红铜带的两焊接脚分别顺着铁硅铝块体侧面下折弯，并于铁硅铝块体底部内翻折弯，其折弯部对应紧贴靠在上述两避让空间位置内；所述铁硅铝块体的上表面通过胶质材料连接一块铁氧体材料压制烧结而成盖片，盖片的长宽尺寸大小和铁硅铝块体的宽尺寸大小一致。

本发明提供的制备上述铁硅铝粉一体压制电感的制备方法，其步骤为： 

A) 采用红铜带作为线圈，用自动裁剪设备剪切成需要的宽度，通过输送导轨将裁剪好的红铜带定位伸入成型模具中；并使红铜带的两个引出端子在成型模具中对称，且处于同一水平面上；

B) 将铁硅铝粉灌注入模具型腔进行压制成坯，使红铜带的中间部分包裹于铁硅铝粉体内部，两个端子外露；

C) 将步骤B制作的铁硅铝粉体压坯作烧结热处理，烧结温度800℃，保温2～3小时，排胶烧结一次完成； 

D) 将排胶后的铁硅铝块体采用缓慢冷却的退火方式处理；

E) 将退火后的铁硅铝块体的两个端子先电镀镍和锡，裁切弯折端子，再作折弯处理； 

F) 用铁氧体材料压制烧结成长宽尺寸大小和铁硅铝块体的宽尺寸大小一致的盖片，用胶质材料将盖片的和铁硅铝块体的上表面粘合，即为铁硅铝粉一体压制电感。

本发明与公知技术相比，具有以下特点： 

1、压制前，通过输送导轨将裁剪好的红铜带定位伸入成型模具中，位置固定，成型性好，在铁硅铝粉中掺0.5-1%的聚乙烯醇(PVA),使得铁硅铝粉体压坯机械强度高，烧结不掉块, 排胶性能好。

2、本发明采用红铜带而非漆包线作为线圈导体，铜的熔点在1000℃以上，而烧结热处理铁硅铝粉体压坯的温度仅800℃，熔点高于铁硅铝的热处理温度，可以一起热处理，使铁硅铝一体成型成为可能，并解决了现有技术电感的噪音问题；同时利用铁硅铝粉晶化产生合金，解决高损耗和热老化问题。

3、本发明的铁硅铝电阻是千欧级，在本发明中是导磁材料；而红铜带的电阻是毫欧级，在本发明中作为线圈；因此红铜带不需要与铁硅铝绝缘，本发明使用铁硅铝粉一体压制将电感的固有存在气隙变成分布气隙，大大降低边缘损耗。本发明比CN 1862720A省掉了金属磁粉心粉末进行绝缘处理的步骤，可显著地节约了成本；另外，本发明将铁氧体跟金属粉芯结合起来，提高了磁导率,满足基本的DC-DC电感要求,尤其是单圈感值在300nH以下的应用。

附图说明

图1为本发明线圈外形图。 

图2为本发明铁硅铝粉体压坯外形图。

图3为本发明折弯焊接脚后的铁硅铝块体外形图。 

附图标记是：1红铜带；2铁硅铝块体；3避让空间；4盖片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

一种铁硅铝粉一体压制电感，其特征在于：使用一条红铜带1作为线圈，红铜带1中间部分包裹于铁硅铝块体2内，两端露出部分为焊接脚，其表面镀有镍和锡；所述铁硅铝块体2的横截面呈倒“凸”字状，使铁硅铝块体2底部的凸肩位置形成了两个避让空间3；所述红铜带1的两焊接脚分别顺着铁硅铝块体2侧面下折弯，并于铁硅铝块体2底部内翻折弯，其折弯部对应紧贴靠在上述两避让空间3位置内；所述铁硅铝块体2的上表面通过胶质材料连接一块铁氧体材料压制烧结而成盖片4，盖片4的长宽尺寸大小和铁硅铝块体2的宽尺寸大小一致。

一体压制电感的制备方法，其特征在于制备步骤为： 

A) 采用红铜带1作为线圈，用自动裁剪设备剪切成需要的宽度，通过输送导轨将裁剪好的红铜带1定位伸入成型模具中；并使红铜带1的两个引出端子在成型模具中对称，且处于同一水平面上；

B) 将铁硅铝粉灌注入模具型腔进行压制成坯，使红铜带1的中间部分包裹于铁硅铝粉体内部，两个端子外露；

C) 将步骤B制作的铁硅铝粉体压坯作烧结热处理，烧结温度800℃，保温2～3小时，排胶烧结一次完成； 

D) 将排胶后的铁硅铝块体2采用缓慢冷却的退火方式处理；

E) 将退火后的铁硅铝块体2的两个端子先电镀镍和锡，裁切弯折端子，再作折弯处理； 

F) 用铁氧体材料压制烧结成长宽尺寸大小和铁硅铝块体2的宽尺寸大小一致的盖片4，用胶质材料将盖片4的和铁硅铝块体2的上表面粘合，即为铁硅铝粉一体压制电感。

所述步骤B中铁硅铝粉的组成质量百分比是，硅粉9-10%，铝粉5-6%，聚乙烯醇0.5-1%，余量铁粉。

Claims (2)

1.一种铁硅铝粉一体压制电感，其特征在于：使用一条红铜带（1）作为线圈，红铜带（1）中间部分包裹于铁硅铝块体（2）内，两端露出部分为焊接脚，其表面镀有镍和锡；所述铁硅铝块体（2）的横截面呈倒“凸”字状，使铁硅铝块体（2）底部的凸肩位置形成了两个避让空间（3）；所述红铜带（1）的两焊接脚分别顺着铁硅铝块体（2）侧面下折弯，并于铁硅铝块体（2）底部内翻折弯，其折弯部对应紧贴靠在上述两避让空间（3）位置内；所述铁硅铝块体（2）的上表面通过胶质材料连接一块铁氧体材料压制烧结而成盖片（4），盖片（4）的长宽尺寸大小和铁硅铝块体（2）的宽尺寸大小一致。

2.一种一体压制电感的制备方法，其特征在于制备步骤为： 

A) 采用红铜带（1）作为线圈，用自动裁剪设备剪切成需要的宽度，通过输送导轨将裁剪好的红铜带（1）定位伸入成型模具中；并使红铜带（1）的两个引出端子在成型模具中对称，且处于同一水平面上；

B) 将铁硅铝粉灌注入模具型腔进行压制成坯，使红铜带（1）的中间部分包裹于铁硅铝粉体内部，两个端子外露；

C) 将步骤B制作的铁硅铝粉体压坯作烧结热处理，烧结温度800℃，保温2～3小时，排胶烧结一次完成； 

D) 将排胶后的铁硅铝块体（2）采用缓慢冷却的退火方式处理；

E) 将退火后的铁硅铝块体（2）的两个端子先电镀镍和锡，裁切弯折端子，再作折弯处理； 

F) 用铁氧体材料压制烧结成长宽尺寸大小和铁硅铝块体（2）的宽尺寸大小一致的盖片（4），用胶质材料将盖片（4）的和铁硅铝块体（2）的上表面粘合，即为铁硅铝粉一体压制电感；

所述步骤B中铁硅铝粉的组成质量百分比是，硅粉9-10%，铝粉5-6%，聚乙烯醇0.5-1%，余量铁粉。